Priemyselná mikrobiológie. Výroba sekundárnych metabolitov

Video: Plant Physiology. Chromatografie na tenkej vrstve (DV Vetoshkina)

Sekundárne metabolity (idiolity) - A zlúčeniny s nízkou molekulovou hmotnosťou, ktoré nie sú požadované vo fáze rastu čistej kultúry, ale sú nevyhnutné pre fungovanie zrelého populácie. Často majú ochrannú úlohu v konkurencii s inými mikroorganizmami. Patrí medzi antibiotiká, alkaloidy, rastové hormóny rastlín, toxíny.

produkcia antibiotík

Antibiotiká zvané telo odpadových látok, majú antibakteriálny účinok. Väčšina doteraz známych antibiotík sú látky vylučované rôznymi druhmi mikroorganizmov - baktérií, kvasiniek, plesní, aktinomycét. Antibiotiká sú tiež získané zo živočíšnych tkanív a vyšších rastlín (prchavých).

Myšlienka využitie antagonizmu medzi mikroorganizmy (tzv "antibióza") potlačiť patogénne mikróby patrí Mechnikova, dal na konci minulého storočia, začiatok modernej teórie liečiv mikróbov.

Pre antibiotikum by mohla byť použitá v lekárskej praxi, si vyžaduje súbor vysokej antibakteriálnej účinnosti a absenciu toxického pôsobenia vo vzťahu k makroorganizmu. K veľkému počtu vybraných antibiotík a študoval tento kritický požiadavka je splnená len veľmi málo zlúčenín.

Chemicky, antibiotiká - látky sú veľmi rôznorodé, aj keď niektoré z nich sú celej triedy s podobnou štruktúrou, napríklad: penicilíny, tetracyklíny, atď Teraz sa zistilo, že látky s podobnou chemickou štruktúrou, podobný charakter a akcie .. Tak, penicilíny pôsobia na bunkovej steny baktérií a inhibovať jeho syntézu. Po nejakú dobu sa baktérie množia viac, ale bez bunkovej steny, bude čoskoro zomrie.

Antibiotikum streptomycín, preniká do zárodočnej bunky dosiahne ribozómy (syntéza bielkovín miest) a blokuje ich aktivitu.

Aktinomycín pôsobí na molekuly DNA ako výsledok je nemožné syntézu RNA, ribozómy prepravou "objednávky" syntézy DNA proteínov. Podobný účinok rifampicínu a ukazuje, aj keď v trochu odlišným spôsobom: znižuje aktivitu RNA polymerázy a RNA nemôžu tvoriť.

A DNA molekuly pôsobí protinádorová antibiotiká, mitomycín C: pevne kontaktovanie, sa bráni ďalšiemu syntézu DNA.

V opakovaných dopadov molekúl antibiotiká Microbe bunka umiera. Ak sa antibiotikum podáva v množstve nedostatočnom, zárodočné bunky sa izolujú a mikrób prežíva a poskytuje rezistentné (MDR) pôsobenie antibiotiká potomstvo.

Tieto príklady účinku antibiotík - je len málo prípadov ich rôznych biochemických účinkov na mikroorganizmy.

klasifikácia antibiotík

Medzi základné princípy klasifikácie antibiotík, zvážte nasledujúce skutočnosti:
1. Rozdelenie antibiotík biologického pôvodu:
a) antibiotiká produkované mikroorganizmy, ktoré patria do eubacteria;
b) antibiotiká, tvorené mikroorganizmy, ktoré patria do poriadku Actinomycetales;
c) antibiotiká tvorené siníc;
g) antibiotiká, tvorené nedokonalé huby;
d) antibiotiká tvorené hubám patriacim do tried basidia-mycetómom a Ascomycetes;
e) antibiotiká vytvorená lišajníky, riasy a nižšie rastliny;
g) antibiotiká, tvorené vyššími rastlinami;
h) zvierat antibiotiká.

2. Triedenie v spektre biologických aktivít:
a) antibakteriálne antibiotiká s úzkym spektrom, aktívne najmä proti gram-pozitívnych organizmov;
b) antibakteriálne širokospektrálne antibiotiká;
c) proti antibiotiká;
g) protivogribnye antibiotiká;
d) protinádorová antibiotiká.

3. Klasifikácia antibiotík podľa chemickej štruktúry:
a) antibiotiká acyklickú štruktúru;
b) antibiotiká alicyklické štruktúry;
c) tetracyklíny;
g) aromatické antibiotiká;
d) antibiotiká-chinóny;
e) antibiotikum-kyslík-obsahujúce heterocyklické zlúčeniny;
g) antibiotiká, dusík obsahujúce heterocyklické zlúčeniny;
g) antibiotiká, aminoglykozidy;
i) kov obsahujúce antibiotiká.

Hlavné etapy priemyselnej výroby antibiotík

Po vzniku vysokej terapeutické vlastnosti prvého antibiotiká - penicilínu okamžite vznikol problém organizácie jeho produkcia vo veľkom množstve. V prvej fáze priemyselnej produkcie tejto drogy je to primitívne, ekonomicky nerentabilné charakter. Kultivácia sa vykonáva na výrobu antibiotiká média v malých nádobách, s povrchovou kultiváciou huby.

Proces vývoja huby trvala 8-10 dní. Tento spôsob kultivácie huby na veľké náklady práce sa získa veľmi nízke výťažky antibiotiká, a náklady na prípravu bola veľmi vysoká, v tomto poradí. Ako výsledok hľadania ciest bola poskytnutá najracionálnejšie spôsob výroby antibiotiká spôsob submerznú kultiváciou huby v špeciálnych kontajneroch, fermentory sa za miešania a prebublávania vzduchom kvapalného média.

Moderné priemyselná výroba antibiotík - je komplexný viacstupňový biotechnológie obvod sa skladá z radu po sebe idúcich krokov:

1. biosyntetické kroky (tvorba), antibiotiká. To biologický hlavnej fázy komplexného procesu výroby antibiotikum. Hlavnou úlohou v tejto fáze - vytvoriť optimálne podmienky pre rozvoj producenta a čo najviac biosyntézy antibiotiká.

Vysoký stupeň výkon závisí na úrovni antibiotiká biosyntetické aktivity výroby, pretože jeho maximálna hodnota je akumulácia médií pre kultiváciu organizmu, vrátane nákladov na aplikovaného prekurzora a celkovej spotreby energie pre procesy spojené s vývojom antibiotiká produkujúce látky.

Krok 2. predspracovanie kultivačné kvapaliny, sa bunky (mycélia) a mikroorganizmus filtrácie (oddeľovanie kultivačnej kvapaliny z biomasy vyrába). stupeň účinnosti je do značnej miery určuje zloženie rastového média produkujúce antibiotikum, druhu jeho rastu, v mieste hlavného akumulácie biologicky aktívnych látok (v kultivačnej kvapaliny alebo intracelulárnych).

Krok 3. Izolácia a čistenie antibiotiká. V tejto fáze, v závislosti na vlastnostiach antibiotiká, jeho chemickej štruktúre a hlavných miest akumulácie antibiotických látok pomocou rôznych metód izolácie a čistenia. Ako základné metódy sú používané ťažné, zrážanie, adsorpciou na ionomeničových materiálov, odparovanie, sušenie. Rysom tohto kroku spôsobu sa určí, ktoré sa zaoberajú malých koncentráciách (~ 1%) v antibiotického roztoku, ktorý sa má liečiť, zatiaľ čo v nasledujúcich stupňoch sa zvyšuje koncentrácia na 20-30% v prvom pracovnom kroku. To všetko si vyžaduje použitie rôznych kapacít a objemov činidiel používaných.

4. Fáza konečného výrobku, pri výrobe liekových foriem, obalov. Funkcia krok je definovaný veľmi vysoké požiadavky na kvalitu výsledného produktu. V prípade výroby antibiotík určených pre injekčné prípravky musia byť sterilnymi- získanie týchto antibiotické lieky, prípravu rôznych dávkových formách, dávkovanie (obal), a balenie musí byť vykonané za aseptických podmienok.

Pre maximálny výťažok použitého antibiotika v priebehu kultivácie produkčných zložitých opatrení, vrátane výberu najpriaznivejšie pre tieto účely organizmus kultivačné médiá a podmienkach kultivácie. Celý tento súbor opatrení zahrnutá do pojmu "kontrolovanej syntézy."

V priemyselnom prostredí riadené biosyntéza vyžaduje prísne dodržiavanie postupu ako v kroku prípravy očkovacej látky a biosyntetické kroku. Vo fáze prípravy inokula venovať osobitnú pozornosť na zloženie média, v ktorom sa organizmus pestuje vo veku buniek alebo mycélia. V kroku biosyntézy, okrem zloženie média, hrajú dôležitú úlohu rýchlosť spotreby niektorých komponentov, prekurzorov, aeračného procesu regulácie kultúry, udržiavanie vhodnej teplote a pH, a ďalších ukazovateľov kultivačného režimu.

V moderných výrobných podmienok zaistí maximálne zníženie nákladov na drog intenzifikácia všetkých fázach procesu, a predovšetkým, zvýšenie účinnosti v prvej fáze - biosyntézu antibiotiká látky.

Postupujte nasledovne:
a) zavedenie najviac vysoko produktívne kmeňmi mikroorganizmov - producentov antibiotík;
b) zavedenie a udržiavanie čo najpriaznivejšie podmienky pre rozvoj antibiotiká produkuje relatívne lacnú médiá;

c) široké využitie matematických metód plánovania vývoj organizmu a výpočtovej techniky, aby sa optimalizoval a simulovať jeho kultivácia podmienky pre zabezpečenie maximálneho výťažku antibiotiká;

g) použitia moderného vybavenia vo všetkých fázach procesu s automatizovanými zariadeniami, tým, že riadi hlavné parametre organizmu a antibiotických biosyntetických krokoch.

LV Timoshenko, MV Chubik

Delež v družabnih omrežjih:

Podobno